CN203993881U - 一种新型五自由度机械手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种新型五自由度机械手，主要由X、Y、Z三个直线运动轴、一个摆动C轴以及一个A轴旋转轴组成。其中，三个直线运动轴的原形为悬臂型（牛头型）直角坐标机械手。在上下直线运动的Z轴末端连接一个摆动C轴，摆动C轴通过旋转侧板带动它下方的旋转A轴，而最末端的旋转A轴带动负载运动。本实用新型实现在机械手的手臂末端设置二轴伺服旋转机构，实现了更高的柔性，实现多方向多角度的旋转以及定位，再配上三轴直角坐标机械手，扩大了应用范围。
Description
技术领域
本实用新型涉及注塑机械手技术领域，特别涉及一种新型五自由度机械手。
背景技术
现今，注塑机械手在注塑行业的应用越来越普及。它是为实现注塑生产自动化而服务的，主要用于代替人工拾取、传送以及堆放注塑件。使用机械手可以大大改善劳动条件、降低安全事故、提高生产效率、降低产品不良率、稳定产品质量以及降低生产成本等，最终达到增强企业竞争力的目的，是注塑行业未来发展的趋势。
随着注塑行业的快速发展，注塑件正变得越来越复杂化，因而对注塑产品的取件、堆放作业也提出了更高的要求。目前单纯的直角坐标工业机械手已逐渐不能满足现在注塑行业的自动化需求，尤其是对注塑件模内及模外空间位置的定位及旋转、复杂路径的搬运传送、高难度空间抓取以及特殊堆放排列要求等任务，就需要一种兼具线性工业机械手大跨度工作区间特性与更好柔性性能的工业机械手，可以灵活地完成有空间要求的各项作业。
目前市场上常见的机械手手臂末端一般采用侧姿机构，利用气缸以及连杆，把气缸的直线推动转化为旋转板的旋转运动，实现旋转板90度的转动，最终带动治具及夹持件相同角度的旋转。然而，采用这种方式只能以单一轴向为中心进行旋转，且旋转角度不可调，大大降低了末端的灵活性；此外，气缸推动时的冲击力会传递给侧姿固定架，时间一长受冲击部分很容易发生疲劳破坏，甚至导致事故发生。
现有的机械手主要存在以下不足：一、采用电机丝杆结构只适合短距离轻载直线传动，然而目前的取料件正变得越来越重，结构也越来越复杂，在长距离重负载直线运动上，丝杆有可能强度不够，会导致机械手出现震动、抖动现象，严重时会导致丝杆弯曲、变形、甚至断裂等等；二、大部分机械手配备的侧姿机构只能实现90度定角度的翻转，而无法实现更加柔性的关节运动，对特殊要求的取件作业无从下手。
中国专利（专利授权公告号: CN201769345U）公开了一种三轴伺服机械手，该三轴伺服机械手由横走臂、引拔臂、以及操作臂组成，其中橫走臂采用直线导轨机构、引拔和操作臂则采用滚珠丝杠结构进行传动，实现了行程范围内的任意位置的停止。然而该实用新型的侧姿组件也只能实现90度翻转，无法实现多方向多角度的旋转以及定位，从而具有一定局限性。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种新型五自由度机械手，在机械人手臂末端设置二轴伺服旋转机构，能实现多方向多角度的旋转以及定位，再配上三轴直角坐标机械手，大大扩展了应用范围。
本实用新型是这样实现的，提供一种新型五自由度机械手，包括直线运动部分以及关节运动部分，直线运动部分包括X轴运动部、Y轴运动部以及Z轴运动部，Y轴运动部安装在X轴运动部上，X轴运动部带动Y轴运动部横向移动，Z轴运动部安装在Y轴运动部上，Y轴运动部带动Z轴运动部以及关节运动部分纵向移动，关节运动部分安装在Z轴运动部上，Z轴运动部带动关节运动部分上下移动，其特征在于，关节运动部分包括手臂连接板、组件框架、旋转侧板、A轴组件和C轴组件，手臂连接板固定在组件框架的顶部，手臂连接板联接在Z轴运动部的最下端，A轴组件设置在组件框架的侧部，A轴组件设置在关节运动部分的末端且可绕A轴组件的轴线旋转，C轴组件设置在Z轴运动部的下端且可绕C轴组件的轴线摆动，C轴组件通过旋转侧板带动A轴组件沿C轴组件的轴线摆动。
进一步地，C轴组件主要包括C轴伺服电机、电机法兰、同步带组件、C轴轴承减速机以及减速机输入轴，同步带组件包括主带轮、从带轮以及同步带，C轴伺服电机通过电机法兰固定在组件框架的侧面，C轴轴承减速机固定在组件框架的侧面，主带轮安装在C轴伺服电机的输出端，从带轮设置在减速机输入轴上，旋转侧板安装在C轴轴承减速机的输出端上，C轴伺服电机通过同步带组件带动C轴轴承减速机运转，C轴轴承减速机带动旋转侧板摆动。
进一步地，A轴组件主要包括A轴伺服电机、A轴轴承减速机、旋转减速机法兰以及输出法兰盘，A轴伺服电机与A轴轴承减速机传动联接，A轴伺服电机以及A轴轴承减速机通过旋转减速机法兰固定在旋转侧板上，输出法兰盘设置在A轴轴承减速机的输出端上。
进一步地，在旋转减速机法兰上与旋转侧板对称地固定有辅助侧板，在组件框架上与C轴轴承减速机相对的另一侧面上设置有支撑旋转轴，辅助侧板活动地套接在支撑旋转轴上；在组件框架的两侧部设有侧盖。
进一步地，A轴组件还包括A轴接近开关、开关固定块以及A轴感应铁块，A轴接近开关通过开关固定块安装在A轴轴承减速机上，A轴感应铁块固定于输出法兰盘上。
进一步地，C轴组件还包括C轴接近开关以及C轴感应铁块，C轴接近开关安装在组件框架上，C轴感应铁块固定于旋转侧板上。
进一步地，X轴运动部包括上机座、X轴横行梁、上横行滑板、侧横行滑板、若干横行滑块、横行线轨、横行伺服电机、横行减速机、横行斜齿轮、横行齿条、引拔伺服电机、引拔减速机、引拔斜齿轮、若干引拔安装滑块以及引拔线轨滑块固定板，X轴横行梁固定在上机座的顶面上，横行线轨分别安装在X轴横行梁的顶面和侧面，横行齿条也安装在X轴横行梁的顶面上且与横行线轨平行，横行伺服电机连同横行减速机一起安装在上横行滑板上，引拔伺服电机连同引拔减速机也一起安装在上横行滑板上，若干引拔安装滑块通过引拔线轨滑块固定板也固定在上横行滑板上，上横行滑板又与侧横行滑板连接在一起，上横行滑板以及侧横行滑板上分别固定有若干横行滑块，若干横行滑块分别与横行线轨配合，横行伺服电机通过横行减速机带动横行斜齿轮转动，引拔伺服电机通过引拔减速机带动引拔斜齿轮转动，横行斜齿轮与横行齿条配合带动由上横行滑板和侧横行滑板组成的整体以及上面安装的零部件一起作横向的直线运动。
进一步地，Y轴运动部主要包括引拔梁、引拔直线导轨、引拔斜齿条、手臂减速机法兰、手臂伺服电机、手臂减速机、手臂斜齿轮、上下座组板以及若干手臂滑块，引拔直线导轨安装在引拔梁的底面上，引拔斜齿条安装在引拔梁的侧面上且与引拔直线导轨平行，引拔直线导轨与引拔安装滑块配合使引拔梁安装在X轴运动部上，引拔斜齿条与引拔斜齿轮配合，手臂减速机法兰固定在引拔梁的一端侧面，在手臂减速机法兰的左侧面固定有手臂减速机以及手臂伺服电机，在手臂减速机法兰的右侧面固定有若干手臂滑块，手臂斜齿轮也位于手臂减速机法兰的右侧面，上下座组板分别固定在手臂减速机法兰的前后侧面。
进一步地，Z轴运动部主要包括主动梁、从动梁、主动梁直线导轨、主动梁斜齿条、从动梁直线导轨以及同步带，从动梁设置在主动梁的外侧面，主动梁通过同步带传动从动梁，主动梁直线导轨以及主动梁斜齿条设置在主动梁的内侧面上，主动梁斜齿条与手臂斜齿轮配合，从动梁直线导轨设置在主动梁与主动梁直线导轨相对的另一侧面上，从动梁可沿从动梁直线导轨上下升降，手臂伺服电机通过手臂斜齿轮以及主动梁斜齿条传动主动梁。
与现有技术相比，本实用新型的新型五自由度机械手，采用全伺服闭环控制，直线运动部分均利用齿轮齿条机构进行传动，实现高速运行的同时提高了机械手的承载能力，同时又能保证定位精度。在Z轴运动部的末端开发了一种二轴伺服旋转机构，通过电机以及皮带传动可以实现空间多角度的定位，从而实现了更高的柔性，扩大了应用范围。
本实用新型具有以下特点：
1、承载能力强，速度快。相比丝杠传动，三个直线运动轴都采用齿轮齿条结构，使得每个运动轴具有更高的传动速度，以及更好的承载能力。
2、兼具大工作空间与高灵活性的特点，能够适应大部分注塑机取料以及堆放任务。
3、性价比高。大部分零件采用钣金结构件，具有高度的结构模块化与标准化。
附图说明
图1为本实用新型一较佳实施例的立体示意图；
图2为图1中直线运动部分的X轴运动部立体示意图；
图3为图1中直线运动部分的Y轴运动部立体示意图；
图4为图1中直线运动部分的Z轴运动部立体示意图；
图5为图1中关节运动部分的立体示意图；
图6为图1中关节运动部分的主剖面视图；
图7为图6中M部放大示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参照图1所示，本实用新型新型五自由度机械手的较佳实施例，包括直线运动部分1以及关节运动部分5，直线运动部分1为直角坐标机械手。
直线运动部分1包括X轴运动部2（相当于X方向、横行部）、Y轴运动部3（相当于Y方向、引拔部）以及Z轴运动部4（相当于Z方向、手臂部）。Y轴运动部3安装在X轴运动部2上，X轴运动部2带动Y轴运动部3横向移动，Z轴运动部4安装在Y轴运动部3上，Y轴运动部3带动Z轴运动部4以及关节运动部分5纵向移动。关节运动部分5安装在Z轴运动部4上，Z轴运动部4带动关节运动部分5上下移动。
请同时参照图1以及图2所示，X轴运动部2包括上机座2-1、X轴横行梁2-2、上横行滑板2-3、侧横行滑板2-4、若干横行滑块2-5、横行线轨2-6、横行伺服电机2-7、横行减速机2-8、横行斜齿轮2-9、横行齿条2-10、引拔伺服电机2-11、引拔减速机2-12、引拔斜齿轮2-13、若干引拔安装滑块2-14以及引拔线轨滑块固定板2-15。在上机座2-1上设置有安装孔，便于把本装置安装在注塑机等使用设备上。X轴横行梁2-2固定在上机座2-1的顶面上，横行线轨2-6分别安装在X轴横行梁2-2的顶面和侧面，横行齿条2-10也安装在X轴横行梁2-2的顶面上且与横行线轨2-6平行。横行伺服电机2-7连同横行减速机2-8一起安装在上横行滑板2-3上，引拔伺服电机2-11连同引拔减速机2-12也一起安装在上横行滑板2-3上，若干引拔安装滑块2-14通过引拔线轨滑块固定板2-15也固定在上横行滑板2-3上。上横行滑板2-3又与侧横行滑板2-4连接在一起，上横行滑板2-3以及侧横行滑板2-4上分别固定有若干横行滑块2-5。若干横行滑块2-5分别与横行线轨2-6配合，横行伺服电机2-7通过横行减速机2-8带动横行斜齿轮2-9转动，引拔伺服电机2-11通过引拔减速机2-12带动引拔斜齿轮2-13转动，横行斜齿轮2-9与横行齿条2-10配合带动由上横行滑板2-3和侧横行滑板2-4组成的整体以及上面安装的零部件一起作横向的直线运动。
请同时参照图1、图2以及图3所示，Y轴运动部3主要包括引拔梁3-1、引拔直线导轨3-2、引拔斜齿条3-3、手臂减速机法兰3-4、手臂伺服电机3-5、手臂减速机3-6、手臂斜齿轮3-7、上下座组板3-8以及若干手臂滑块3-9。引拔直线导轨3-2安装在引拔梁3-1的底面上，引拔斜齿条3-3安装在引拔梁3-1的侧面上且与引拔直线导轨3-2平行。引拔直线导轨3-2与引拔安装滑块2-14配合使引拔梁3-1安装在X轴运动部2上，形成悬臂结构。引拔斜齿条3-3与引拔斜齿轮2-13配合，手臂减速机法兰3-4固定在引拔梁3-1的一端侧面，在手臂减速机法兰3-4的左侧面固定有手臂减速机3-6以及手臂伺服电机3-5。在手臂减速机法兰3-4的右侧面固定有若干手臂滑块3-9，手臂斜齿轮3-7也位于手臂减速机法兰3-4的右侧面。上下座组板3-8分别固定在手臂减速机法兰3-4的前后侧面。
请同时参照图1、图3以及图4所示，Z轴运动部4主要包括主动梁4-1、从动梁4-2、主动梁直线导轨4-3、主动梁斜齿条4-4、从动梁直线导轨4-5以及同步带4-6。从动梁4-2设置在主动梁4-1的外侧面，主动梁4-1通过同步带4-6传动从动梁4-2。主动梁直线导轨4-3以及主动梁斜齿条4-4设置在主动梁4-1的内侧面上，主动梁斜齿条4-4与手臂斜齿轮3-7配合。从动梁直线导轨4-5设置在主动梁4-1与主动梁直线导轨4-3相对的另一侧面上，从动梁4-2可沿从动梁直线导轨4-5上下升降。手臂伺服电机3-5通过手臂斜齿轮3-7以及主动梁斜齿条4-4传动主动梁4-1，再由同步带4-6传动从动梁4-2升降。通过同步带4-6不同的传动比达到从动梁4-2倍速升降的效果。采用这种主动梁4-1以及从动梁4-2的双截型式能够大大减小机械手臂的整体高度，提高了手臂的动态运行性能。同时，通过给主动梁4-1等速的驱动实现了从动梁4-2倍速升降的效果。这种机械手具有行程大，负载能力强，精度高，性价比高，易编程、易维护的特点。
请一同参照图1、图5至图7所示，关节运动部分5包括手臂连接板5-2、组件框架5-1、旋转侧板5-10、A轴组件6和C轴组件7。手臂连接板5-2固定在组件框架5-1的顶部，手臂连接板5-2联接在Z轴运动部4的最下端。A轴组件6设置在组件框架5-1的侧部，A轴组件6设置在关节运动部分5的末端且可绕A轴组件6的轴线旋转。C轴组件7设置在Z轴运动部4的下端且可绕C轴组件7的轴线摆动，C轴组件7通过旋转侧板5-10带动A轴组件6沿C轴组件7的轴线摆动。
C轴组件7主要包括C轴伺服电机5-4、电机法兰5-3、同步带组件、C轴轴承减速机5-9以及减速机输入轴5-8。同步带组件包括主带轮5-5、从带轮5-7以及同步带5-6，C轴伺服电机5-4的输出轴与主带轮5-5由键连接，并通过同步带5-6带动从带轮5-7。C轴伺服电机5-4通过电机法兰5-3固定在组件框架5-1的侧面，且位于组件框架5-1内。C轴轴承减速机5-9固定在组件框架5-1的侧面，且位于C轴伺服电机5-4的下方。主带轮5-5安装在C轴伺服电机5-4的输出端，从带轮5-7设置在减速机输入轴5-8上，旋转侧板5-10安装在C轴轴承减速机5-9的输出端上。C轴伺服电机5-4通过同步带5-6组件带动减速机输入轴5-8旋转从而带动C轴轴承减速机5-9运转，C轴轴承减速机5-9带动旋转侧板5-10摆动。
A轴组件6主要包括A轴伺服电机5-14、A轴轴承减速机5-15、旋转减速机法兰5-13以及输出法兰盘5-16。A轴伺服电机5-14安装在旋转减速机法兰5-13的上端，旋转减速机法兰5-13的下端与轴承减速机5-15连接成一个整体。A轴伺服电机5-14的输出轴直接平键与A轴轴承减速机5-15的输入端传动联接，A轴伺服电机5-14以及A轴轴承减速机5-15通过旋转减速机法兰5-13固定在旋转侧板5-10上，输出法兰盘5-16设置在A轴轴承减速机5-15的输出端上。通过连接于A轴轴承减速机5-15的输出端的输出法兰盘5-16传递A轴扭力，实现A轴旋转运动。注塑取出夹具设置在输出法兰盘5-16，随输出法兰盘5-16一起旋转。
为了提高A轴组件6的稳定性和位置精度，在旋转减速机法兰5-13上与旋转侧板5-10对称地固定有辅助侧板5-11，在组件框架5-1上与C轴轴承减速机5-9相对的另一侧面上设置有支撑旋转轴5-12，辅助侧板5-11活动地套接在支撑旋转轴5-12上，可随旋转侧板5-10同时一起摆动。在本实施例中，支撑旋转轴5-12的轴线与减速机输入轴5-8同轴。旋转侧板5-10以及辅助侧板5-11同时带动A轴组件6摆动。在组件框架5-1的两侧部设有侧盖5-17，通过两个侧盖5-17把传动件包覆起来，以起到安全、防尘及美观的作用。
请参照图7所示，在本实用新型中，A轴组件6和C轴组件7均配有接近开关来限制最大角位移量。A轴组件6还包括A轴接近开关6-1、开关固定块6-2以及A轴感应铁块6-3，A轴接近开关6-1通过开关固定块6-2安装在A轴轴承减速机5-15上，A轴感应铁块6-3固定于输出法兰盘5-16上。C轴组件7还包括C轴接近开关6-4以及C轴感应铁块6-5，C轴接近开关6-4安装在组件框架5-1上，C轴感应铁块6-5固定于旋转侧板5-10上。
本实用新型的关节运动部分5主要由A轴组件6和C轴组件7组成。其中，C轴组件7由C轴伺服电机5-4驱动，通过同步带5-6传动实现旋转；A轴组件6则连接在旋转侧板5-10的末端，实现另一个轴向的旋转。A轴组件6加上C轴组件7组成了一种手臂部末端二轴旋转机构，从而可以灵活地完成小空间的各项作业。
本实用新型的新型五自由度机械手主要由X、Y、Z三个直线运动部、一个摆动C轴组件7以及一个旋转A轴组件6组成。本实用新型的原形为悬臂型（牛头型）直角坐标机械手，在上下直线运动的Z轴运动部的末端连接了A轴组件6和C轴组件7的伺服轴组合体，从而组成了一种较灵活的五轴工业机械手。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种新型五自由度机械手，包括直线运动部分以及关节运动部分，所述直线运动部分包括X轴运动部、Y轴运动部以及Z轴运动部，所述Y轴运动部安装在X轴运动部上，所述X轴运动部带动Y轴运动部横向移动，所述Z轴运动部安装在Y轴运动部上，所述Y轴运动部带动Z轴运动部以及关节运动部分纵向移动，所述关节运动部分安装在Z轴运动部上，所述Z轴运动部带动关节运动部分上下移动，其特征在于，所述关节运动部分包括手臂连接板、组件框架、旋转侧板、A轴组件和C轴组件，所述手臂连接板固定在组件框架的顶部，所述手臂连接板联接在Z轴运动部的最下端，所述A轴组件设置在组件框架的侧部，所述A轴组件设置在关节运动部分的末端且可绕A轴组件的轴线旋转，所述C轴组件设置在Z轴运动部的下端且可绕C轴组件的轴线摆动，所述C轴组件通过旋转侧板带动A轴组件沿C轴组件的轴线摆动。
2.如权利要求1所述的新型五自由度机械手，其特征在于，所述C轴组件主要包括C轴伺服电机、电机法兰、同步带组件、C轴轴承减速机以及减速机输入轴，所述同步带组件包括主带轮、从带轮以及同步带，所述C轴伺服电机通过电机法兰固定在组件框架的侧面，所述C轴轴承减速机固定在组件框架的侧面，所述主带轮安装在C轴伺服电机的输出端，所述从带轮设置在减速机输入轴上，所述旋转侧板安装在C轴轴承减速机的输出端上，所述C轴伺服电机通过同步带组件带动C轴轴承减速机运转，所述C轴轴承减速机带动旋转侧板摆动。
3.如权利要求2所述的新型五自由度机械手，其特征在于，所述A轴组件主要包括A轴伺服电机、A轴轴承减速机、旋转减速机法兰以及输出法兰盘，所述A轴伺服电机与A轴轴承减速机传动联接，所述A轴伺服电机以及A轴轴承减速机通过旋转减速机法兰固定在旋转侧板上，所述输出法兰盘设置在A轴轴承减速机的输出端上。
4.如权利要求3所述的新型五自由度机械手，其特征在于，在所述旋转减速机法兰上与旋转侧板对称地固定有辅助侧板，在所述组件框架上与C轴轴承减速机相对的另一侧面上设置有支撑旋转轴，所述辅助侧板活动地套接在支撑旋转轴上；在所述组件框架的两侧部设有侧盖。
5.如权利要求3所述的新型五自由度机械手，其特征在于，所述A轴组件还包括A轴接近开关、开关固定块以及A轴感应铁块，所述A轴接近开关通过开关固定块安装在A轴轴承减速机上，所述A轴感应铁块固定于输出法兰盘上。
6.如权利要求3所述的新型五自由度机械手，其特征在于，所述C轴组件还包括C轴接近开关以及C轴感应铁块，所述C轴接近开关安装在组件框架上，所述C轴感应铁块固定于旋转侧板上。
7.如权利要求1所述的新型五自由度机械手，其特征在于，所述X轴运动部包括上机座、X轴横行梁、上横行滑板、侧横行滑板、若干横行滑块、横行线轨、横行伺服电机、横行减速机、横行斜齿轮、横行齿条、引拔伺服电机、引拔减速机、引拔斜齿轮、若干引拔安装滑块以及引拔线轨滑块固定板，所述X轴横行梁固定在上机座的顶面上，所述横行线轨分别安装在X轴横行梁的顶面和侧面，所述横行齿条也安装在X轴横行梁的顶面上且与横行线轨平行，所述横行伺服电机连同横行减速机一起安装在上横行滑板上，所述引拔伺服电机连同引拔减速机也一起安装在上横行滑板上，所述若干引拔安装滑块通过引拔线轨滑块固定板也固定在上横行滑板上，所述上横行滑板又与侧横行滑板连接在一起，所述上横行滑板以及侧横行滑板上分别固定有若干横行滑块，所述若干横行滑块分别与横行线轨配合，所述横行伺服电机通过横行减速机带动横行斜齿轮转动，所述引拔伺服电机通过引拔减速机带动引拔斜齿轮转动，所述横行斜齿轮与横行齿条配合带动由上横行滑板和侧横行滑板组成的整体以及上面安装的零部件一起作横向的直线运动。
8.如权利要求7所述的新型五自由度机械手，其特征在于，所述Y轴运动部主要包括引拔梁、引拔直线导轨、引拔斜齿条、手臂减速机法兰、手臂伺服电机、手臂减速机、手臂斜齿轮、上下座组板以及若干手臂滑块，所述引拔直线导轨安装在引拔梁的底面上，所述引拔斜齿条安装在引拔梁的侧面上且与引拔直线导轨平行，所述引拔直线导轨与引拔安装滑块配合使引拔梁安装在X轴运动部上，所述引拔斜齿条与引拔斜齿轮配合，所述手臂减速机法兰固定在引拔梁的一端侧面，在所述手臂减速机法兰的左侧面固定有手臂减速机以及手臂伺服电机，在所述手臂减速机法兰的右侧面固定有若干手臂滑块，所述手臂斜齿轮也位于手臂减速机法兰的右侧面，所述上下座组板分别固定在手臂减速机法兰的前后侧面。
9.如权利要求8所述的新型五自由度机械手，其特征在于，所述Z轴运动部主要包括主动梁、从动梁、主动梁直线导轨、主动梁斜齿条、从动梁直线导轨以及同步带，所述从动梁设置在主动梁的外侧面，所述主动梁通过同步带传动从动梁，所述主动梁直线导轨以及主动梁斜齿条设置在主动梁的内侧面上，所述主动梁斜齿条与手臂斜齿轮配合，所述从动梁直线导轨设置在主动梁与主动梁直线导轨相对的另一侧面上，所述从动梁可沿从动梁直线导轨上下升降，所述手臂伺服电机通过手臂斜齿轮以及主动梁斜齿条传动主动梁。
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